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Die
Erfindung betrifft einen verbesserten Absperrhahn zum Steuern des
Durchgehens von Fluiden und genauer genommen Flüssigkeiten, insbesondere wässriger
Flüssigkeiten.
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Verschiedene
Absperrhahntypen zum Steuern des Durchgehens von Fluiden existieren
gemäß dem Stand
der Technik. Absperrhähne,
die zum Steuern des Durchgehens wässriger Flüssigkeiten verwendet werden,
bedingen im Allgemeinen ein Gehäuse
mit einem Einlass- und einem Auslasszugang, einem Verschlussstopfen
in dem Gehäuse,
der den Durchgang zwischen dem Einlass und dem Auslass kontrolliert,
einem Gehäusedeckel
und einer Antriebsachse für
den Verschlussstopfen, die sich durch den Gehäusedeckel erstreckt. Der Körper solcher Absperrhähne besteht
großteils
aus verschiedenen Metallen, wobei einige Teile (Dichtungen, Dichtringe, Verschlussstopfen)
aus Kunststoffen hergestellt sind.
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Der
Einsatz von Metall bedingt mehrere Nachteile, wie zum Beispiel das
relativ hohe Gewicht der Absperrhähne, die Herstellungskosten
(Gussformen, Werkzeug usw.) sowie potenzielle Korrosions- und Ablagerungsprobleme.
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Unter
diesen Umständen
kann die Idee, Absperrhähne
aus Kunststoff herzustellen, als ein offensichtlicher Ansatz erscheinen.
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Es
ergeben sich jedoch zahlreiche Probleme beim Entwickeln dieser Idee
in der Praxis, die mit der Stärke
und den Wasserfestigkeitseigenschaften der Werkstoffe, der Kompatibilität der Stärke und
der Formstromverteilung usw. zusammenhängen, so dass ein „Kunststoffabsperrhahn" bisher ein theoretisches
Konzept blieb.
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So
offenbart zum Beispiel das US Patent 4 230 301 A einen Absperrhahn,
der ein Gehäuse
mit einem Einlass- und einem Auslasszugang, einem Verschlussstopfen
in dem Gehäuse,
der den Durchgang zwischen dem Einlass und dem Auslass kontrolliert,
einem Gehäusedeckel
und einer Antriebsachse für
den Verschlussstopfen, die sich durch den Gehäusedeckel erstreckt, umfasst,
wobei das Gehäuse
mit seinem Einlass- und seinem Auslasszugang sowie der Gehäusedeckel
aus synthetischem/Kunststoff bestehen.
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Der
in diesem Patent vorgeschlagene Absperrhahn hat sich in der Praxis
jedoch als unpraktisch erwiesen, insbesondere bei Drücken, die
in geläufigen
Wasserverteilungssystemen vorherrschen.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, als ein tatsächliches
praktisches Objekt einen Absperrhahn zum Steuern des Durchgehens
von Fluiden bereitzustellen, insbesondere Wasser und wässrige Flüssigkeiten,
vorzugsweise bei Drücken bis
zu 1,62 MPa (16 kg/cm2) oder mehr, dessen Hauptbestandteile
aus Kunststoffen hergestellt sind.
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Gemäß dieser
Zielsetzung stellt die Erfindung einen Absperrhahn bereit, insbesondere
einen Absperrhahn, der konzipiert ist, um Fluiddrücken von mindestens
16 kg zu widerstehen, der ein Gehäuse mit einem Einlass- und einem Auslasszugang
aufweist, wobei ein Verschlussstopfen in dem Gehäuse den Durchgang zwischen
dem Einlass und dem Auslass kontrolliert, mit einem Gehäusedeckel
und einer Antriebsachse für
den Verschlussstopfen, die sich durch den Gehäusedeckel erstreckt, wobei
das Gehäuse
mit seinem Einlass- und Auslasszugang sowie der Gehäusedeckel
aus Kunststoff/Plastik hergestellt sind, wobei
das Gehäuse mit
seinem Einlass- und Auslasszugang aus einem geformten Kunststoffteil
besteht, der Folgendes aufweist:
eine Längsleitung mit Längsverstärkungsrippen,
und
einen Stopfenhohlraum, der mit seiner Achse senkrecht zu der Längsleitung
versehen ist, wobei sich die Verstärkungsrippen des Stopfenhohlraums parallel
zu seiner Achse erstrecken und mit mindestens drei peripheren Verstärkungszonen
zum Befestigen des Gehäusedeckels
an dem Gehäuse,
wobei
der Gehäusedeckel
aus einem geformten Kunststoffteil besteht, der Folgendes aufweist
eine
Deckeloberfläche
mit radialen Verstärkungsrippen
und/oder mit einer oder mehreren peripheren Rippen, senkrecht zu
der Ebene der Deckeloberfläche,
mit mindestens drei peripheren Verstärkungszonen zum Befestigen
des Gehäusedeckels
an dem Gehäuse,
und
einen hohlen Vorsprung entlang der Achse des Stopfenvorsprungs zum
Halten der Antriebsspindel für
den Verschlussstopfen versehen mit radialen Verstärkungsrippen.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung umfasst das Gehäuse eine
Deckeloberfläche
mit radialen Verstärkungsrippen
und einer oder mehreren Peripherieverstärkungsrippen senkrecht zu der
Ebene der Deckeloberfläche.
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Erfindungsgemäß können die
peripheren Verstärkungszonen
auf dem Gehäusedeckel
vorzugsweise auf der/den Verstärkungsrippen
senkrecht zu der Ebene der Deckeloberfläche liegen.
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Das
Gehäuse
und der Gehäusedeckel
können
insbesondere jeweils vier periphere Verstärkungszonen aufweisen, die
um den Stopfenhohlraum positioniert sind, wobei sich zwei in einer
Ebene entlang der Achse der Längsleitung
und zwei in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse befinden.
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Ein
Teil der Verstärkungsrippen
des Stopfenhohlraums, die sich parallel zu dessen Achse erstrecken,
und/oder zwei der peripheren Verstärkungszonen auf dem Gehäuse können gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung eine Fortsetzung eines
Teils der Längsverstärkungsrippen
auf der Längsleitung
bilden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich die Antriebsachse für den Verschlussstopfen durch
den Gehäusedeckel
von innerhalb des Gehäuses
her mit Mitteln zum Zurückhalten
der An triebsachse in dem Gehäusedeckel
und mit einem zusammenwirkenden Gewinde auf der Antriebsachse und
in einem Verbindungsteil des Verschlussstopfens zum Antreiben des
Verschlussstopfens.
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Das
kann insbesondere durch Bereitstellen einer Antriebsachse erzielt
werden, die einen Stoppfeststellrand anschlagend an die Innenseite
des hohlen Vorsprungs in dem Gehäusedeckel
aufweist und an ihrem anderen Ende ein Gewinde, das mit dem Gewinde
in dem Verbindungsteil des Verschlussstopfens zum Antreiben des
Verschlussstopfens zusammenwirkt,
und durch Bereitstellen einer
Zwischenführungsbuchse
mit einem peripheren Flansch, der auf die Antriebsachse in Anschlag
an den Feststellrand gepasst ist mit ihrem peripheren Flansch gemeinsam mit
einem Flansch, der auf dem Verschlussstopfen zwischen dem Gehäuse und
dem Gehäusedeckel vorgesehen
ist, befestigt ist, um das Bewegen der Antriebsachse in die axiale
Richtung zu vermeiden, während
die Zwischenführungsbuchse
ausgebildet sein kann, um den Verschlussstopfen daran zu hindern,
mit der Drehung der Antriebsachse zu drehen.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der Erfindung kann die Zwischenführungsbuchse
mit einer Innenform versehen sein (zum Beispiel mit einer im Wesentlichen
quadratisch geformten Innenbohrung), die der Außenform (zum Beispiel ebenfalls
quadratisch) des Verbindungsteil des Verschlussstopfens entspricht,
um den Verschlussstopfen am Drehen zu hindern.
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Bei
einer weiteren spezifischen Ausführungsform
der Erfindung kann insbesondere ein Feststellclip vorgesehen werden,
der in den Verbindungsteil des Verschlussstopfens gepasst ist, um
an das Ende des Gewindes an der Antriebsachse während der Schließbewegung
des Absperrhahns anzuschlagen, wobei dies ein positives Stoppen
des Absperrhahnbetriebs bereitstellt, um eine Beschädigung an
dem Stopfen beim Schließen
des Absperrhahns zu vermeiden.
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Vorzugsweise
kann die Antriebsachse auch mit mindestens einem Dichtring in ihrem
Durchgang durch den Gehäusedeckel
versehen sein.
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Die
Kunststoffe für
den neuen erfindungsgemäßen Absperrhahn
müssen
aus Werkstoffen ausgewählt
werden, die eine hohe maßliche
Stabilität und
Formstabilität
haben.
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Bevorzugte
Werkstoffe umfassen wasserfeste Engineering-Kunststoffe, insbesondere:
Polyphenylenäther – PPE,
Polyamid – PA (wie
zum Beispiel PA 66, PA 6 und andere Engineering-Polyamide),
Polypropylen – PP,
POM
(wie zum Beispiel das unter dem Warenzeichen „DELRIN" vermarktete Produkt),
Polyvinylchlorid – PVC,
usw.
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Diese
Werkstoffe können
verstärkt
werden, insbesondere glasfaserverstärkt, PPE, PA und PP werden
vorzugsweise als glasfaserverstärkte
Werkstoffe verwendet.
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Der
erfindungsgemäße Kunststoffabsperrhahn
kann eine beschränkte
Anzahl von Metallteilen enthalten, wie zum Beispiel
Schrauben/Bolzen,
die den Gehäusedeckel
an dem Gehäuse
befestigen,
die Antriebsachse, den Verbindungsteil des Verschlussstopfens
(der so genannte „Achsenbolzen")
den Stoppclip
in dem Verbindungsteil.
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Weitere
Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform der Er findung die
allein beispielhaft gegeben wird und unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen.
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In
den Zeichnungen:
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stellt 1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Absperrhahns dar,
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stellt 2 eine
Draufsicht auf den Absperrhahn der 1 dar,
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stellt 3 eine
auseinander gezogene Ansicht des Absperrhahns der 1 dar,
und zeigt alle seine Bestandteile,
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stellt 4 eine
Vorderansicht des Absperrhahns der 1 dar,
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stellt 5 einen
Querschnitt des Absperrhahns in die Richtung A-A der 4 dar,
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stellt 6 einen
Querschnitt des Absperrhahns in die Richtung C-C der 4 dar.
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Der
in den Figuren gezeigte Absperrhahn, der als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird,
umfasst ein Gehäuse 2 mit
seinem Auslasszugang 3 und seinem Einlasszugang 4 sowie
einen Gehäusedeckel 5,
der aus Kunststoff hergestellt ist.
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Die
Verbindungsbolzen 6 und 7 bestehen ebenfalls aus
Kunststoff, könnten
jedoch aus Metall bestehen.
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Das
Gehäuse 2 mit
seinem Auslass 3 und Einlass 4 besteht aus einem
geformten (und/oder bearbeiteten) Kunststoffteil, der Folgendes
aufweist:
eine Längsleitung 8 mit
Längsverstärkungsrippen 9, 10, 11 und
einen
Stopfenhohlraum 12 mit der Hauptachse des Hohlraums senkrecht zu
der Längsleitung 8 und
mit Verstärkungsrippen 14, 15,
die sich parallel zu der Hauptachse des Hohlraums erstrecken sowie
vier Peripherieverstärkungszonen 16, 17 zum
Befestigen des Gehäusedeckels 5 an
dem Gehäuse 2,
wobei
der Gehäusedeckel 5 ferner
aus einem geformten (und/oder bearbeiteten) Kunststoffteil besteht,
der Folgendes aufweist:
eine Deckeloberfläche mit radialen Verstärkungsrippen 18, 19,
mit einer peripheren Rippe 20 senkrecht zu der Ebene der
Deckeloberfläche
sowie mit vier Verstärkungszonen 21, 22 zum
Befestigen des Gehäusedeckels 5 an
dem Gehäuse 2 und
einen hohlen Vorsprung 23 entlang der Hauptachse des Stopfenhohlraums 12 zum
Halten der Antriebsachse des Verschlusshahns (sichtbar in den 3, 4 und 5 und
bezeichnet mit dem Bezugszeichen 24), versehen mit radialen
Verstärkungsrippen 25, 26.
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Zwei
Verstärkungszonen 16 des
Gehäuses 2,
jeweils zwei Verstärkungszonen 22 des
Gehäusedeckels 5 befinden
sich in einer Ebene entlang der Achse der Längsleitung 8, und
zwei Verstärkungszonen 17 des
Gehäuses 2,
jeweils zwei Verstärkungszonen 21 des
Gehäusedeckels 5 befinden
sich in einer Ebene senkrecht zu der Achse der Längsleitung 8.
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Die
Längsverstärkungen 9 führen weiter
in die Verstärkungsrippen 14 des
Stopfenhohlraums 12 und in die Verstärkungszonen 16 des
Stopfenhohlraums 12 hinein.
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Die
radialen Verstärkungen 18 des
Gehäusedeckels 5 führen in
die Verstärkungszonen 22 des Gehäusedeckels 5 und
in die radialen Verstärkungen 26 des
hohlen Vorsprungs 23 des Gehäusedeckels 5 hinein.
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Der
Gehäusedeckel 8 ist
an dem Gehäuse 2 mittels
vier Schrauben 27 befestigt, die sich durch die Verstärkungen 21, 22 in
die Verstärkungen 16, 17 erstrecken
(oder durch die Verstärkungen 16, 17 in
Bolzen, die in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform
nicht gezeigt sind).
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Der
Absperrhahn kann mittels des Griffs, der das Bezugszeichen 28 trägt, betätigt werden.
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Die
oben genannten verschiedenen Teile sowie die inneren Teile der Absperrhahnausführungsform,
die in den Figuren veranschaulicht ist, ergeben sich besser auf
der auseinander gezogenen Ansicht der 3 und/oder
dem Querschnitt der 5.
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Diese
Figuren zeigen:
die Antriebsachse 24 des Absperrhahns
mit ihrem Gewindeende 29, das mit dem entsprechenden Gewinde
in dem Verbindungsteil oder „Achsenbolzen" 30 des
Verschlussstopfens 31 zusammenwirkt, und mit einem Feststellrand 32 zum
Anschlagen mit der Innenseite des hohlen Vorsprungs 23 in
dem Gehäusedeckel 5,
zwei
Dichtringe 33 hergestellt aus NBR an dem oberen Ende der
Antriebsachse und das Antriebsachsenende 34, das geformt
ist, um den Griff 28 aufzunehmen,
eine Zwischenführungsbuchse 35 mit
einem peripheren Flansch 36, der auf die Antriebsachse 24 passt und
mit seinem Peripherieflansch 36 zwischen dem Gehäuse 2 und
dem Gehäusedeckel 5 gemeinsam mit
einem Flansch 37 des Verschlussstopfens 31 befestigt
ist,
wobei das Innere der Zwischenführungsbuchse 35 im
Wesentlichen als quadratische Bohrung ausgebildet ist, die der im
Wesentlichen quadratischen Form des Achsenbolzens (30)
entspricht, um den Verschlussstopfen daran zu hindern, mit dem Drehen der
Antriebsachse mitzudrehen,
ein Feststellclip 38 ist
in einen Schlitz 39 in dem Achsenbolzen 30 gepasst,
um einen Anschlag für
das Ende des Antriebsgewindes auf der Antriebsachse während der
Schließbewegung
des Absperrhahns bereitzustellen; das stellt ein positives Stoppen
für den
Absperrhahnbetrieb bereit, um das Beschädigen des Stopfens beim Schließen des
Absperrhahns zu vermeiden,
einen Metallring (nicht rostender
Stahl) 40 und einen (EPDM)-Dichtring 41 zum Verbinden
des Absperrhahns mit den Wasseranschlüssen mittels des Innengewinde-Verbindungsbolzens 7.
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Die
Erfindung wurde detailliert unter Bezugnahme auf eine bestimmte
Ausführungsform,
wie sie in den Zeichnungen veranschaulicht ist, erklärt.
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Es
ist jedoch klar, dass diese Details der veranschaulichten Ausführungsform
keine Einschränkungen
des Geltungsbereichs der Erfindung, wie er in dem oben stehenden
Text offenbart und in den folgenden Ansprüchen ausgedrückt ist,
bedeutet, und dass viele Variationen innerhalb des Geltungsbereichs
dieser Ansprüche
für den
Fachmann leicht zu erkennen sind.